CAP1400前传:引进AP1000,中国并非美国的小白鼠
首堆坎坷
1、主泵试验不顺
主泵,如同核岛的心脏,将介质泵入压力容器,带走反应堆产生的热量,是核电站的关键设备。
有别于传统的轴封泵,AP1000首次采用核电屏蔽泵,可以实现一回路压力边界无泄露,并减小维护工作量,简化系统和布置,达到安全性和经济性的双提升。但这一先进理念的主泵,制造起来并不容易,并由此对AP1000首堆工期产生了一定影响和延误。
AP1000的主泵问题,发生在交付前的试验和制造阶段,而非安装后的运行阶段。“问题”这个词,很容易让人联想到严重后果,但如果详细了解整个试验中究竞出现什么状况,便会发现这是一个类似于编程中“发现bug——修复bug”的动态过程。
AP1000首台屏蔽主泵于202012年进行了多次设计验证和试验。
试验过程中,推力盘和推力轴承在试验中发生故障,最终找出原因是流场不稳定。随后,在强大的磁场下,部分金属部件出现不该有的感应和电势。在处理感应电势的过程中,叶轮因为质量问题掉了一块,相关供应商被更换,新的供应商重做叶轮。
此后,主泵在制造过程中陆续发生一些波折,尤其是在进行极端苛刻条件下的失水试验时。
一般失水试验10秒即可,但西屋公司对AP1000主泵的试验时间要求为200多秒。第一次失水试验成功通过,然而在第二次试验时,推力瓦的卡件因局部疲劳断裂。
此时已为2014年。这一年6月,CAP1400示范工程“两评报告”已获得国家相关部门的批复,工程开工前的验证试验也于8月全部完成,示范工程于9月初通过了核安全审评,只待核准开工。从工程建设角度看,工程开工距离设备安装仍需数年时间,设备研制可与工程建设同步进行然而,AP1000主泵的试验进展还是导致了CAP1400示范工程开工核准延缓。
AP1000首堆主泵遭遇的每一个“bug”,“修复”起来均需要6到8个月。2015年2月25日,AP100主泵第3次工程与耐久试验启动,5月20日成功完成试验。当年6月,国家核电技术公司与三门核电、海阳核电项目业主在AP1000主泵制造商美国EMD工厂见证了试验后零部件拆解、测量的情况。
为了确保AP1000主泵质量合格,生态环境部核与辐射安全中心进口核安全设备注册检验办公室特地成立AP1000主泵专项安检工作组。2015年11月,第一台主泵SN6(主泵出厂编号为SN6)出厂发货。安检工作组经过21个工作日的紧张工作,审查工作基本完成。2015年12月30日,三门1号机组前两台主泵到达现场,29天后,首台主泵成功安装。2016年9月,1号机组四台主泵成功升速至100%转速,持续运行5小时。
到这时,主泵交付前试验问题已完全解决并得到安装后调试的确认。另一边,CAP1400示范工程仍等待开工。
与荣成CAP1400国核示范工程命运类似的,还有此前已取得“路条”的徐大堡、陆丰、海阳二期核电机组——除了三门一期和海阳一期依托项目外,这些厂址的机组堆型也为AP1000。在2011年福岛核事故后,湖南桃花江湖北咸宁、江西彭泽的AP100机组建设项目都被暂缓而徐大堡一期、陆丰一期和海阳二期本不属于“内陆核电”范围,却也迟迟未得到开工核准。
2017年2月10日,国家能源局发布了《2017年能源工作指导意见》。《意见》中提到“年内计划开工8台机组”。虽未明确,但业内推测,这8台应为上述6台AP1OO0机组和CAP1400示范工程2台机组。即便如此,2017年仍无一三代核电项目获准开工。
(注:国际上并无“内陆核电”说法,而按冷却水源分为“滨海核电”“滨河核电”“滨湖核电”,全球已运行的核电厂中,位于内陆滨河、滨湖地区的占全球核电总装机容量的三分之二以上,美国为74%,法国为69.5%。)
责任编辑:蒋桂云